Основные направления научно технического прогресса в энергетике реферат

Обновлено: 05.07.2024

Рассмотрены базовые условия научно-технологического прогресса в энергетике, ожидаемые его прорывные направления, содержание процесса и способы выбора приоритетов НТП, а также возможные результаты инновационного развития энергетики в ближайшее двадцатилетие с перспективой до 2050 года.

Ускоряющаяся глобализация экономики и общества настоятельно требует изучения возможностей и стратегических приоритетов инновационного развития антропогенной энергетики — охватывающего всю населённую территорию планеты механизма преобразования энергии, созданного человеком для своей жизнедеятельности. Сегодня антропогенная энергетика в 15 раз превышает совокупную энергию живущих на Земле людей и в 60 раз – их мощность; уже заметна в биосфере планеты, достигая 5% энергии процессов фотосинтеза, обеспечивающих жизнь на Земле; пока неразличима на космическом уровне, составляя менее двух десятитысячных поступающей на Землю энергии Солнца.

В [1] на основе анализа современных тенденций и прогнозов развития антропогенной энергетики и конъюнктуры мировых рынков топлива были рассмотрены предпочтительные сценарии развития топливно-энергетического комплекса мира и России на период до 2030 года. В рамках этих прогнозов здесь показаны мировые тенденции технологического прогресса в энергетике, их обусловленность достижениями других областей знаний и особенности проявления в энергетике России. При этом горизонт прогнозирования расширен до 2050 года, видение которого требуется в энергетике (как одной из самых инерционных сфер человеческой деятельности) для своевременной подготовки фундаментального научного задела по всему фронту наращивания знаний.

Инновации в энергетике имеют ярко выраженный интернациональный характер и глобальные тренды. Рассмотрим их на основе последнего технологического прогноза Международного энергетического агентства (МЭА) (Центр прогнозирования развития мировой энергетики и обеспечения энергетической безопасности 29 развитых стран Организации экономического сотрудничества и развития — OЭCР) [2], а затем обсудим особенности инновационного развития энергетики России, задачи их учёта и способы отображения в энергетической политике страны. Научно-технологический прогресс в энергетике ассимилирует достижения и является одним из важнейших каналов практической реализации результатов практически всех наук, которые и создают базовые условия (предпосылки) для инновационного развития энергетической основы человечества.

На рис. 1 многообразие областей человеческих знаний условно представлено принятым в РАН составом отделений наук. Результаты одних наук (прежде всего об экономике и экосфере) влияют на требования общества к развитию энергетики, другие (геология, биология, физика) определяют доступные энер-горесурсы, третьи (физика, химия, механика) создают предпосылки для энергетических инноваций, четвёртые (математика, информационные технологии, процессы управления) обеспечивают управляемость создаваемых энергетических технологий и энергосистем. Пройдём коротко по этому кругу.
Требование роста благосостояния общества во многом определяет динамику энергетики. Как показано на рис. 2, в базовом сценарии МЭА [2] спрос на энергию увеличится с 2005 г. более чем в полтора раза к 2030 г. и почти удвоится к 2050 г. И хотя мировой финансово-экономический кризис явно понизит эти прогнозы, такой тренд роста энергопотребления является заведомо тупиковым.

Очень важно, чтобы науки о Земле в части климатологии и экосферы определились с реальностью угрозы климату от эмиссии парниковых газов и при необходимости выработали эффективные противодействия, включая научные основы и методы геоинженерии. В противном случае сохранение климата путём снижения эмиссии парниковых газов почти удвоит капиталовложения в энергетику – с 65 до 115 трлн. долларов.
Энергоресурсы: количество и качество. Человечество обеспечено технологически доступными ресурсами энергии на века и Россия – тем более. Как показано на рис. 4 (и хорошо согласуется с данными [1] табл. 1), современный ежегодный расход природных энергоресурсов человечеством составляет 5 десятитысячных от ресурсов органического топлива (нефти, газа и угля, вместе взятых) или 3 десятитысячных от ресурсов урана. Однако эти исчерпаемые энергоресурсы в сумме не составляют и пятой части годового потока солнечной энергии на Землю, который порождает энергию ветра, гидроэнергию и энергию фотосинтеза. А ведь имеется ещё и огромная геотермальная энергия Земли, крупномасштабное освоение которой только начинается.

Эффективная технологическая и производственная структура энергетики гармонизирует все стадии и технологии преобразования энергии от её источников в природной среде (первичная энергия) до использования у потребителей (конечная энергия). На рис. 6 показаны только основные потоки преобразования энергии (и возникающие при этом потери), в действительности они на порядки более многообразны и быстро усложняются во времени.

С середины ХХ века в большинстве индустриальных стран и по миру в целом конечная энергия составляет 37–39% от первичной, что даже меньше коэффициента использования энергии первобытного костра в пещере. Этот парадокс получил объяснение как результат действия разно направленных тенденций, главная из которых — быстрый рост разнообразия конечного потребления и перестройка его структуры в пользу энергии всё более высокой ценности.
Ценность энергии можно измерить как произведение плотности потока энергии на управляемость — величину, обратную среднеквадратичному отклонению фактического режима энергетического процесса от целевого. Табл. 2 и рис. 7 из [8] показывают, что за ХХ век ценность используемой человеком энергии увеличилась на 15 порядков — с 105–107 Вт/м 2 в его начале (упряжка лошадей, водяное колесо, сталеплавильная печь) до 1020–1024 Вт/м 2 в конце века (ядерная бомба, лазер, транзистор в интегральной схеме).

Между тем, чем выше ценность энергии, тем ниже КПД её получения. Знание этих тенденций позволяет ставить целью достижение к середине века не менее 50% для основного индикатора НТП в энергетике – общего коэффициента использования энергии – и соответственно строить технологическую политику и средства достижения этой цели. Но для этого нужно видеть возможные направления изменения структуры конечного энергопотребления.
На рис. 8 показано, что при прогнозируемом МЭА двойном росте мировой энергетики с 2005 по 2050 годы доля электроэнергии в обеспечении конечной энергии увеличится по сложившимся тенденциям с 25 до 33% при уменьшении доли прямого сжигания топлива (в сумме печного и моторного) с 69 до 63% и тепла (пар, горячая вода) с 6 до 4%.

В Германии затраты на биоэнергетику уже стали меньше, а затраты на ветровую энергетику практически сравнялись с затратами на энергию от энергосистемы (если в ней учесть плату за выбросы парниковых газов), хотя солнечная энергетика и там требует пока 100-процентных дотаций. На юге России энергоклиматические характеристики практически идентичны германским и все возобновляемые энергоресурсы стоят почти столько же. Но энергия от энергосистемы из-за дешёвого топлива даже с учётом втрое больших затрат на её доставку стоит в полтора раза меньше. Это откладывает применение новых источников, пока цены топлива не достигнут современных европейских. В центральной же России сдвижка во времени будет ещё больше: из-за худших климатических условий возобновляемые энергоресурсы здесь на 20–40% дороже, чем на юге.
Названные особенности энергетики меняют приоритеты НТП. Для России это прежде всего энергосбережение и технологический пакет МЭА в этой части для нас вполне интересен. Далее, при относительно дешёвом топливе нам нужны менее капиталоёмкие технологии даже с несколько худшими КПД. Особенно важны для нас технологии дальнего транспорта энергии и распределённая (децентрализованная) энергетика. Кроме того, в своей технологической политике России целесообразно проявлять умеренность в сдерживании эмиссии парниковых газов.
До сих пор речь шла о направлениях НТП в энергетике. Но ещё важнее масштабы его применения, которые определяются прогнозом развития энергетики. В этом отношении в последние полтора года сделан хороший задел при разработке Энергетической Стратегии России на период до 2030 года. Развернувшийся мировой кризис заставил существенно скорректировать приведенные в [1, 9] её основные сценарии и теперь согласно расчётам нашего института ожидается рост относительно 2005 года:
— потребления энергии в зависимости от сценария на 37–55% к 2030 г. и в 1,6–2 раза к 2050 г. (рис. 10),
— производства энергоресурсов соответственно на 25–35% и 33–50% при существенном замещении нефти и газа атомной энергией, возобновляемыми ресурсами и углем (рис. 11),
— экспорта топлива на 18–20% в период до 2020 года с последующим снижением к 2050 г. до 85–98% от величины экспорта в 2005 г. (рис. 12).

Перед нашей энергетической наукой стоит задача определить с учётом мировых тенденций свои приоритеты НТП и создать технологии с параметрами, отвечающими российским условиям. Соответствующие работы уже ведутся, но главное ещё предстоит сделать. Важно определить и закрепить документами Энергетической стратегии состав, параметры, сроки и размеры применения приоритетных энергетических технологий с необходимым их финансированием.

Литература
Макаров А.А. Перспективы развития энергетики России // Вестник РАН. 2009 №3.
Energy Technology Perspectives. Scenarios & Strategies to 2050. International Energy Agency. Paris. 2008.
Energy Balances of Non-OECD Countries 2004–2005. International Energy Agency. Paris. 2006.
Макаров А. А., Фортов В.Е. Тенденции развития мировой энергетики и энергетическая стратегия России // Вестник РАН. 2004 № 3.
Мелентьев Л.А. Системные исследования в энергетике. М.: Наука, 1983
Митрова Т.А. Появится ли евразийский газовый рынок? // Нефть России. 2008 №2.
Макаров А.А. Энергетика будущего: экономические проблемы // Научные труды Между-народного союза экономистов. М.-С.П.: том 94 (23) 2008.
Макаров А.А. Мировая энергетика и Евразийское энергетическое пространство. М.: Энергоатомиздат, 1998.
Макаров А.А. Возможности сдерживания эмиссии парниковых газов в энергетике России. // Академия энергетики. 2008 № 5.

Автор: МАКАРОВ Алексей Александрович – Директор Института энергетических исследований РАН, академик РАН, профессор, д.э.н.

Пример готового реферата по предмету: Электроника, электротехника, радиотехника

Содержание

1.1. Электроэнергетика и научно-технический прогресс: достижения и перспективы развития.

1.2 Глобальная энергетическая проблема

1.3 Энергетические пороги в развитии энергетики

1.4 Роль электроэнергетики в научно — техническом прогрессе.

1.5 Динамика потребления ПЭР в перспективе

2. Повышение эффективности использования энергии и энергосбережение.

2.1. Экономические факторы замедления НТП в области разработки и исследования энергосберегающих технологий.

2.2 Роль электрификации как фактора экономического роста и ускорения НТП

Выдержка из текста

Значение энергетики в техническом прогрессе довольно велико, поскольку развитие технологий идет в очень быстром темпе. Что требует большого потребления энергоресурсов в любом его виде, а также освоение их новых и более эффективных видов.

В данное время практически ни одно новое достижение или открытие не может быть проведено без участия в нем энергетики. Следовательно, технический прогресс и энергетика полностью взаимосвязаны и зависимы друг от друга.

Энергетическое хозяйство имеет два направления: теплофикация и электрификация. Особенно большое значение имеет электрификация. Это определяется особыми свойствами электроэнергии: легкостью превращения в другие виды энергии (тепловую, механическую, световую), возможностью обеспечить необходимые параметры протекания производственных процессов, комплексностью механизации и автоматизации производства, повышением производительности труда. Электроэнергия может быть распределена на отдельные потоки и передана на значительные расстояния. Без применения электроэнергии невозможны электрохимические и электрофизические процессы, привод станков-автоматов, манипуляторов, роботов и другие производственные процессы.

Электроэнергетика — ведущая часть энергетики, обеспечивающая электрификацию страны на основе рационального производства и распределения электрической энергии.

Список использованной литературы

1. Андреев Э. М. Совершенствование экономического стимулирования научно-технического прогресса // В кн. "Экономические проблемы эффективности науки". М.: Мысль, 1971. С. 219 260.

2. Байнев В. Ф. Научно-технический прогресс в энергетике: проблемы и пути их решения // Научные труды ученых Морд. гос. университета им. Н. П. Огарева. В 3 ч. 4.1. Саранск, 1999. С. 50 61.

3. Байнев В. Ф. Научно-технический прогресс и энергосбережение: потребительностоимостный анализ эффективности производства электроэнергии. Саранск: Изд-во Морд, ун-та, 1998. 92 с.

4. Байнев В. Ф. Потребительностоимостные основы стимулирования НТП в топливно-энергетическом комплексе / Материалы 4-й Междунар. конф. "Предпринимательство и реформы в России", в 4 ч. Ч.

3. СПб.: Изд-во СПбГУ, 1999. С. 51 52.

5. Байнев В. Ф. Потребительнестоимостный метод определения эффективности электропотребления // Гуманитарные науки. 1998. № 2. С. 44 50.

6. Байнев В. Ф. Производство электроэнергии: потребитель-нестоимостный анализ эффективности / Мордов. ун-т. М., 1998. 12 с. Деп. в ВИНИТИ 05.04.98, № 1021-В 98.

7. Бердин В. X., Минаев Е. В., Плужников 0. Б. Климат и энергетическая политика // Энергия. 1998. № 5. С. 45-46.

8. Бляхмач Л. С. Экономика научно-технического прогресса М.: Высшая школа, 1979. 272 с.

9. Бушуев В., Васильев В., Громов Б., Давыдов Б., Лютен-ко А., Хрилев Л. Энергосберегающий путь развития экономики.

1. Научно-технический прогресс в энергетике

1.1. Электроэнергетика и научно-технический прогресс: достижения и перспективы развития.

Научно технический прогресс (НТП), как беспрецедентное по своим темпам, масштабам, динамике и сферам воздействия на современную мировую экономику, явление XX в. Неразрывно связанное со становлением и развитием энергетического хозяйства. Взаимосвязь НТП и энергетики настолько глубока, что ни у кого не вызывает сомнений утверждение о том, что столь масштабное использование во всех сферах жизнедеятельности человека самых передовых достижении научно-технической мысли принципиально невозможно без соответствующего развития энергетической базы. Более того, необходимо отметить особую роль в ускорении НТП именно энергетической отрасли, поскольку только замещающие в производственных процессах мускульную энергию человека природные силы позволяют реализовать на практике основное экономическое назначение техники - повышать производительную силу живого труда путем экономии последнего. Повышение производительности труда, "экономия времени остается первым экономическим законом на основе коллективного производства, причем общей тенденцией развития техники и технологий в настоящее время являются более быстрые темпы снижения затрат именно живого труда по сравнению с трудом овеществленным.

В свою очередь современная энергетика просто немыслима без использования в ней достижений НТП, накопленных за всю историю человечества фундаментальных научных знаний, результатов поисковых и прикладных исследований, обширной научно-технической информации. По мнению отечественного исследователя НТП А. И. Чишкина, в течение ближайших десятилетий "максимальное наращивание энергетических возможностей человечества останется генеральной линией научно-технического прогресса. Только на этой основе может быть продолжен процесс замещения труда машинами. Все это делает неизбежным вывод о том, что многочисленные экономические, политологические, социальные, философские, экологические проблемы НТП и энергетики также глубоко взаимосвязаны, должны и могут быть решены только в комплексе.

Главными направлениями научно-технического прогресса в электроэнергетике в последние годы являлись:

· совершенствование эффективности парогазового цикла и увеличение на этой основе производ ства энергии;

расширение использования высокоэффективного комбинированного производства электрической и тепловой энергии, в том числе на ТЭЦ малой и средней мощности с применением газотурбинного, парогазового и дизельного привода для централизованного и децентрализованного энергоснабжения;

· внедрение экологически чистых технологий на тепловых электростанциях, работающих на органическом топливе;

Содержание 2
Введение 3
1. Научно-технический прогресс в энергетике 4
1.1. Электроэнергетика и научно-технический прогресс: достижения и перспективы развития. 4
1.2 Глобальная энергетическая проблема 6
1.3 Энергетические пороги в развитии энергетики 7
1.4 Роль электроэнергетики в научно - техническом прогрессе. 10
1.5 Динамика потребления ПЭР в перспективе 11
2. Повышение эффективности использования энергии и энергосбережение. 15
2.1. Экономические факторы замедления НТП в области разработки и исследования энергосберегающих технологий. 24
2.2 Роль электрификации как фактора экономического роста и ускорения НТП 27
Вывод: 29
Список литературы 30

ГОСТ

Типы и цели энергетики

Энергетика – это область хозяйственно-экономической деятельности, занимающаяся преобразованием, распределением и использованием энергетических ресурсов всех видов.

Цель энергетики заключается в обеспечении производства энергии посредством преобразования первичной природной энергии во вторичную, например электроэнергию в механическую или тепловую. Производство энергии осуществляется в четыре стадии. На первой стадии происходит получение и концентрация энергоресурсов. На следующей стадии осуществляется процесс передачи ресурсов к энергетическим установкам. Затем происходит преобразование, при помощи электрических станций, первичной энергии во вторичную. После этого вторичная энергия передается потребителям.

В настоящее время потребление энергоресурсов распределилось следующим образом: нефть - более 32 %; уголь - около 30 %; природный газ более 23 %; биологическое топливо - около 10 %; энергия атомных электростанций - более 5 %; гидроэнергия - 2%.

Энергетика каждой страны функционирует в рамках энергетической системы, представляющей собой совокупность звеньев цепочки распределения, получения, использования и преобразования всех видов энергии, которые связаны в одно целое, благодаря общности режима и непрерывности процесса производства и распределения тепловой и электрической энергии, то есть источников энергетических ресурсов. Современная энергетика делится на традиционную и нетрадиционную. Традиционная энергетика является основным поставщиком электрической энергии в 21 веке (АЭС, ТЭС, ГЭС). К нетрадиционной энергетике относится получение энергии из возобновляемых источников (геотермальной энергии, солнечной радиации, энергии приливов и ветра), а также нетрадиционные технологии использования традиционных ресурсов - производство синтетического топлива, переработка вторичных бытовых отходов и т. п.

Готовые работы на аналогичную тему

Роль энергетики для научного технического прогресса

Научно-технический прогресс – это процесс внедрения новых технологий и техники в национальное хозяйство с целью увеличения качества и эффективности производственных процессов, а также удовлетворения потребностей общества.

Научно-технический прогресс невозможен без развития электрификации производств и энергетики. Для того, чтобы увеличить производительность труда, в первую очередь необходимо увеличение степени автоматизации технологических процессов, которые основаны на использовании электроэнергии. Главными потребителями электрического энергии на производственном объекте являются электрические машины, у которых значение мощности находится в широком диапазоне (от единиц ватт до нескольких десятков мегаватт). Причиной непрерывного роста мощности производств является рост материальных потребностей общества.

Технический прогресс всегда был связан с объемом используемых энергетических ресурсов. Освоение природных ресурсов способствовало созданию новых машин, которые могли выполнять довольно сложные функции, что позволяло переложить на них часть физического и нетворческого умственного труда. Их совершенствование оставляло больше времени для творческой работы.

Рост потребностей в энергоресурсах, на протяжении всей истории человечества, является причиной создания новых способов преобразования энергии из одного вида в другой и поиском новых видов энергетических ресурсов. Уже в настоящее время традиционно использование энергии Солнца, химической энергии органического топлива, энергии ветра, механической энергии водных объектов, а также внутриядерной энергии, получаемой в результате деления тяжелых ядер.

Современный уровень техники был бы невозможен без использования электрической энергии. Данная энергия применяется в разнообразных областях промышленности для приведения в действие различных механизмов. Без нее невозможно было бы развитие: средств связи, телевидения, вычислительной и космической техники, а также кибернетики. Энергетическое хозяйство состоит из:

Особенно большое значение имеет электрификация, что определяется свойствами электрической энергии: легкость превращения в другие виды энергии (световая, механическая и тепловая); возможность обеспечения необходимых параметров протекания технологических процессов; повышение производительности труда; комплексная автоматизация и механизация производства. Без ее использования невозможен целый ряд электрофизических и электрохимических процессов.

Электроэнергетика - часть энергетики, которая обеспечивает электрификацию страны, основанную на рациональном производстве и распределении электроэнергии.

Читайте также: